摘要
随着生态环境部正式发布《关于推进实施水泥行业超低排放的意见》,水泥行业全国范围内的超低排放改造工作全面启动。本文调研了湖北省2022年度水泥生产线污染物排放数据和全省工业排放源数据,分析了湖北省水泥行业大气污染物排放现状,并对湖北省水泥行业超低排放改造提出建议。
0 引言

2024年1月份,生态环境部正式发布了《关于推进实施水泥行业超低排放的意见》(以下简称《意见》),该文件的发布,标志着水泥行业全国范围内的超低排放改造工作全面启动。《意见》提出水泥企业超低排放是指所有生产环节(破碎、粉磨、配料、熟料煅烧、烘干、协同处置等,以及原燃料和生产储存运输)的大气污染物有组织、无组织排放及运输过程达到超低排放要求,并分别明确了有组织排放控制指标,无组织排放控制措施和清洁运输要求。本文通过收集整理数据,分析湖北省水泥行业大气污染物排放现状,并结合全国水泥行业超低排放实施意见,对湖北省水泥行业超低排放改造提出建议。

1 湖北省水泥行业排放标准

目前,湖北省水泥工业大气污染物排放执行《水泥工业大气污染物排放标准》(GB 4915—2013)。2018年7月4日,原湖北省环境保护厅发布《关于部分重点城市执行大气污染物特别排放限值的公告》,公告提出武汉市、黄石市、襄阳市、宜昌市、荆州市、荆门市、鄂州市城市行政区,执行《水泥工业大气污染物排放标准》(GB 4915—2013)中表2大气污染物特别排放限值。而《意见》中对有组织排放控制指标提出,在基准含氧量10%的条件下,水泥窑及窑尾余热利用系统废气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度小时均值分别不高于10 mg/Nm3、35 mg/Nm3、50 mg/Nm3。相较于现行国标,超低排放的标准可谓十分严苛。

2 湖北省水泥排放数据

2.1 研究区域和对象

本文对湖北省拥有水泥熟料生产线的11个地级市(武汉、咸宁、十堰、孝感、襄阳、荆门、黄石、宜昌、荆州、黄冈、鄂州)和1个自治州(恩施)进行统计分析。具体研究对象为区域内的各水泥熟料生产企业。

2.2 数据来源

数据来源于全国排污许可证管理信息平台,主要污染物的具体排放数据源自企业填报的2022年度排污许可证年度执行报告。

2.3 数据时限

2022年1月1日至2022年12月31日。

2.4 数据结果

根据湖北省经济和信息化厅《关于2022年度全省水泥熟料和平板玻璃生产线清单的公告》显示,截至2022年12月31日,湖北省共有水泥熟料生产线55条,其中3条水泥熟料生产线产能指标已被置换。水泥熟料生产线与2020年保持一致。生产线基本信息见表1。

由表1可知,湖北省熟料产能排名前五的地市分别是黄石市、宜昌市、荆门市、襄阳市和黄冈市,占比分别达到17.01%、16.01%、14.26%、11.61%和8.01%,前五的地市合计熟料产能占比66.90%。

据统计,2022年湖北省水泥行业颗粒物、二氧化硫和氮氧化物的排放量分别为2 222.94 t、1 977.06 t和24 223.22 t,与2020年的2 574.61 t、1 878.80 t和28 291.59 t相比,颗粒物减少了351.67 t,同比下降13.66%,二氧化硫增加了98.26 t,同比增加5.22%,氮氧化物减少了4 068.37 t,同比下降14.38%。各地市污染物排放情况见表2。

表1 湖北省水泥熟料生产线基本信息

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表2 各地市污染物排放情况

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由表2可知,2022年湖北省水泥企业颗粒物排放量前五的地市分别是宜昌市、荆门市、十堰市、咸宁市和黄石市,占比分别达到22.49%、17.48%、14.85%、13.32%和12.17%,前五的地市合计颗粒物排放占比80.31%;二氧化硫排放量前五的地市分别是黄石市、荆门市、宜昌市、十堰市和襄阳市,占比分别达到28.70%、17.80%、14.95%、11.01%和8.94%,前五的地市合计二氧化硫排放占比81.4%;氮氧化物排放量前五的地市分别是黄石市、荆门市、宜昌市、襄阳市和黄冈市,占比分别达到20.78%、17.53%、14.44%、10.36%和9.58%,前五的地市合计氮氧化物排放占比72.69%。可以看出,与2020年数据相比,前五城市排放总量的占比均有所提高。

2.5 数据结果分析

综合表1和表2的数据结果,分别选取排名前五的城市进行相关性分析,制成表3。

表3 各地市排序情况

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根据表3结果,2022年各地市水泥企业主要污染物的排放总量与熟料产能一致性基本相同,前五的城市基本保持不变,但部分城市先后顺序有一定的变动。通过计算各地市水泥企业主要污染物排放量与熟料产能,各地市颗粒物、氮氧化物、二氧化硫熟料排放系数见图1。

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图1 各地市污染物排放系数

由图1可知,2022年全省颗粒物、二氧化硫、氮氧化物平均排放系数分别为0.037 1 kg/t、0.033 0 kg/t、0.404 1 kg/t。其中,十堰市、咸宁市、宜昌市等颗粒物排放系数高于省平均水平,孝感市、武汉市较低;十堰市、黄石市、荆门市等二氧化硫排放系数高于省平均水平,鄂州市、武汉市较低;荆州市、恩施市、荆门市等氮氧化物排放系数高于省平均水平,鄂州市、武汉市较低。与2020年全省颗粒物、二氧化硫、氮氧化物平均排放系数0.042 9 kg/t、0.031 3 kg/t、0.471 9 kg/t相比,颗粒物排放系数同比下降13.52%,二氧化硫排放系数同比上升5.15%,氮氧化物排放系数同比下降14.37%。可以看出,各水泥企业通过更换优质的滤袋、实施HSNCR精准喷氨脱硝系统等环保措施,让颗粒物和氮氧化物排放系数有明显的下降。

2.6 全省排放源数据分析

根据湖北省生态环境厅2024年6月发布的《2022年湖北省排放源统计公报》,2022年,全省废气中颗粒物排放总量12.70万吨,其中工业源颗粒物排放量4.72万吨;二氧化硫排放总量8.50万吨,其中工业源二氧化硫排放量4.62万吨;氮氧化物排放总量30.44万吨,其中工业源氮氧化物排放量9.85万吨。本文将2020年、2022年湖北省排放源排放数据、水泥行业主要污染物排放数据进行计算,见表4。

表4 全省水泥企业排放量占比

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从表4可知,2022年全省水泥企业颗粒物、二氧化硫和氮氧化物排放量占全省工业源排放量分别为4.71%、4.28%、24.59%。其中,颗粒物和二氧化硫排放量占比均低于5%,占比较小,而氮氧化物排放量占比较高,达到25%左右,水泥行业仍然是湖北省工业源中氮氧化物的排放大户。通过查看2022年湖北省部分水泥企业执行报告,多数水泥企业颗粒物排放浓度控制在6~12 mg/m3左右,氮氧化物控制在220~280 mg/m3,二氧化硫控制在15~45 mg/m3。2024年3月份,湖北省生态环境厅向全省水泥企业公开征求《湖北省水泥行业超低排放改造实施方案》的意见。从文件内容可以看出,全省各水泥企业将从2024年开展超低排放改造工作。我们不妨大胆地预测一下,如湖北省各水泥企业按颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度小时均值分别不高于10 mg/Nm3、35 mg/Nm3、50 mg/Nm3的有组织排放控制指标完成超低排放改造,则颗粒物、二氧化硫和氮氧化物排放量预计分别占全省工业源排放量为4%~7%、5%~10%、5%~7%。

3 湖北省水泥行业超低排放改造建议

随着《意见》的正式发布,我国水泥行业全国范围内的超低排放改造工作全面启动,湖北省水泥行业超低排放改造也迫在眉睫。结合湖北省排放源统计数据来看,湖北省水泥行业颗粒物和二氧化硫减排潜力不大,但氮氧化物存在较大减排潜力。但是自2021年来,水泥需求大幅下滑且市场低迷,水泥行业陷入了产能严重过剩、效益断崖下滑、亏损面持续扩大的困境,在这个时候加大超低排放改造的投入,让大部分水泥企业面临极大的困难和挑战。因此,笔者有如下几点建议供大家参考:

(1)各水泥企业在开展超低排放改造工作之前,要充分评估自身条件,根据“一厂一策”的原则,科学经济合理地选择超低排放技术路线,优先实施有组织和无组织改造项目。

(2)高度重视氮氧化物超低排放技术路径的选择,如选择SCR脱硝技术,则需要综合考虑生产线替代燃料用量、二氧化硫浓度、协同处置固废种类及用量等各类因素,防止催化剂中毒失活情况出现,同时要充分优化原有生产线分级燃烧效果和SNCR脱硝系统效率,尽量降低SCR投资规模。

(3)加强二氧化硫排放控制措施,随着水泥企业承担更多的社会责任,生料配料中工业废渣的使用比例将越来越多,各企业要加强对废渣中硫元素的监控,如不能通过生料和工艺调整达标排放的企业,要一并考虑新增复合脱硫或湿法脱硫等措施,确保二氧化硫稳定达标排放。

(4)高标准高质量设计建设超低排放改造项目,积极争取中央大气污染防治专项资金、省级高质量发展资金等各级财政补贴,促进成熟先进技术推广应用,充分起到引领示范作用。

作者单位:中国葛洲坝集团水泥有限公司

文章来源:《水泥》杂志第10期